Nella costruzione delle biciclette da corsa, ormai di tutti i livelli (tranne le fasce di entrata) l’alluminio non è più il materiale più diffuso. Rimane comunque diffuso, più in generale, in altri tipi di biciclette quali le city bike, quelle da trekking e, in generale, quelle dove è meno importante la leggerezza in assoluto.
Quando si parla di alluminio in realtà si intende una lega in cui questo materiale è presente in percentuale maggiore.
L’alluminio viene classificato a seconda dei materiali con cui è associato e, nell’ambito ciclistico, le leghe più utilizzate sono la serie 5000 (alluminio – magnesio), la serie 6000 (alluminio – silicio – magnesio) e la serie 7000 (alluminio – zinco). Per alcuni componenti, più raramente per i telai, può essere utilizzata anche la serie 2000 (lega di alluminio e rame).
Nell’ambito di queste classificazioni derivano altre sottoclassi a seconde delle percentuali con cui i componenti di lega sono presenti nel materiale finale. In linea di massima si può dire che non c’è un primato netto di una lega sull’altra, dipende dal telaio che si vuole realizzare e dal modo in cui verrà lavorata la tubazione.
Perché l’alluminio
La risposta è semplice: è leggerissimo. La sua bassa densità (2,7 kg per dm3) corrisponde a circa un terzo di quella dell’acciaio e permette dunque di realizzare parti molto leggere. A questa bassa densità corrisponde però un modulo elastico molto basso, esattamente tre volte meno dell’acciaio. Questo vuol dire che per avere le stesse caratteristiche meccaniche dell’acciaio si dovrebbe usare una quantità di materiale tre volte maggiore recuperando il risparmio di peso.
Dimensioni oversize
La soluzione è stata trovata però lavorando sui dimensionamenti dei tubi. L’adozione di sezioni oversize ha fatto aumentare il momento torcente delle tubazioni recuperando la rigidità che mancava all’alluminio.
Si tenga conto che la resistenza è proporzionale alla terza potenza con l’aumento di diametro del tubo (ad es. raddoppiando il diametro la rigidità amenta di otto volte – 23). La rigidezza torsionale, invece, ha un aumento proporzionale alla quarta potenza.
L’aumento di peso è però più contenuto (proporzione quadratica) per cui si può arrivare a pesi eguali a quelli dell’acciaio ma con rigidità maggiore.
Alla resa dei conti un telaio ben realizzato e con tubazioni di alta gamma può pesare meno di un chilogrammo, un risultato praticamente impossibile da raggiungere con tubi in acciaio.
Realizzare un telaio con tubazioni oversize comporta una sapiente gestione della rigidità visto che con le caratteristiche meccaniche ottenute la trasmissione delle vibrazioni lungo il telaio può essere molto elevata e si traduce in un affaticamento precoce del ciclista. Per questo motivo, infatti vengono adottate soluzioni differenti per i pendenti (tubi sinuosi o in fibra di carbonio) posteriori per consentire l’assorbimento delle vibrazioni eccessive.
Quanto dura?
Il dubbio sulla longevità dell’alluminio è dovuto alla sua scarsa resistenza a fatica. Le leghe più quotate non superano i 480 N/mm2, mentre per l’acciaio si può arrivare ai 1200 N/mm2. Inoltre per l’alluminio non c’è un carico di fatica sotto il quale si può applicare un quantitativo infinito di sollecitazioni senza ottenerne modificazioni nella struttura del reticolo cristallino. Questo significa che l’alluminio comunque si stanca un po’ quando viene utilizzato e la sua vita non è teoricamente infinita.
La situazione non è comunque così tragica poiché un telaio di buona qualità ha caratteristiche molto elevate che gli garantiscono una durata molto elevata. Questo grazie anche ai trattamenti termici cui il telaio viene sottoposto in fase di lavorazione. Più attenzione va fatta se si sta acquistando un telaio in alluminio usato. In questo caso prendere tutte le informazioni possibili sull’uso che ne è stato fatto è indispensabile per non rischiare di spendere male i propri soldi.
Occorre infatti cercare il migliore compromesso tra leggerezza e resistenza a fatica per avere un telaio che sia adeguato alle proprie aspettative in fatto di prestazioni e di durata.
Vale la pena?
L’alluminio è sicuramente un materiale molto valido per la costruzione di biciclette. Le ditte del settore spingono molto su questo prodotto perché è più facile ed economico da lavorare (essendo più malleabile richiede una energia minore di lavorazione), inoltre la sua lavorazione può essere facilmente industrializzata per la produzione in serie. Non è un caso che il boom dei telai orientali è stato proprio con questo materiale.
La leggerezza ottenibile con una bici di alluminio è notevole ma è logico non avere aspettative di vita troppo elevate per i telai peso piuma. Ai corridori professionisti, ad esempio, vengono fornite biciclette costruite col top delle tubazioni (in quanto a leggerezza) e comunque per i corridori solo più validi (per i quali vale la pena costruire qualche telaio in più). Agli altri vengono forniti telai con tubi leggermente più pesanti ma in grado di garantire più affidabilità in termini di durata delle caratteristiche meccaniche.
Molti costruttori, inoltre, proprio per sottolineare la bontà del loro prodotto affermano di fornire una “garanzia a vita” del telaio, ma tale dichiarazione va prese con le molle. In caso di rottura, infatti, si deve sempre dimostrare di aver utilizzato il telaio in maniera assolutamente normale e non è facile ottenere il riconoscimento che un cedimento sia dovuto ad un difetto di fabbricazione piuttosto che ad un uso improprio (si può cadere, innescando una rottura in un telaio senza lasciare tracce esterne evidenti).
